EP1015931A2 - Optisches system, insbesondere projektions-belichtungsanlage der mikrolithographie - Google Patents

Optisches system, insbesondere projektions-belichtungsanlage der mikrolithographie

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EP1015931A2
EP1015931A2 EP99929277A EP99929277A EP1015931A2 EP 1015931 A2 EP1015931 A2 EP 1015931A2 EP 99929277 A EP99929277 A EP 99929277A EP 99929277 A EP99929277 A EP 99929277A EP 1015931 A2 EP1015931 A2 EP 1015931A2
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EP
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optical system
optical element
optical
moments
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Christian Wagner
Hubert Holderer
Michael Gerhard
Erich Merz
Jochen Becker
Arie Cormelis Scheiberlich
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Definitions

  • Optical system in particular projection exposure system for microlithography
  • the invention relates to an optical system, in particular projection exposure system, microlithography, in particular with a slit-shaped image field or non-rotationally symmetrical illumination, which has an optical element, in particular a lens or a mirror, which is arranged in a mount, and actuators which attack part of the socket and / or on the optical element.
  • an optical system in particular projection exposure system, microlithography, in particular with a slit-shaped image field or non-rotationally symmetrical illumination, which has an optical element, in particular a lens or a mirror, which is arranged in a mount, and actuators which attack part of the socket and / or on the optical element.
  • Wafer is transferred.
  • a reticle and the wafer are shifted sideways (scanning).
  • this slot geometry creates a rotationally asymmetrical illumination impression, especially on the lenses near the wafer.
  • EP 0 660 169 AI describes a projection exposure described systems of microlithography, in which the lenses are provided with correction elements. For this purpose, a pair of lenses is provided, which can be rotated about the optical axis. The refractive power is changed by the shape of the lens by superimposing a cylindrical meniscus shape over a spherical lens.
  • the present invention has for its object to provide an optical system of the type mentioned, in which the image errors which inevitably occur due to the uneven temperature distribution in the system can be corrected or minimized with simple means.
  • an optical element such as e.g. a lens, specifically deformed by a few lOOnm to ⁇ m. In this way, for example, astigmatism r 2 can be compensated
  • the desired temperature distributions can be achieved quickly and reliably with simple measures. This is especially the case if only certain image errors, For example, low-order image errors should be corrected.
  • Another very important advantage of the invention is that, if necessary, "overcompensation” and the additional compensation of manufacturing errors is possible.
  • optical system according to the invention can be used with particular advantage in semiconductor lithography, since image errors which occur as the structures to be imaged become smaller also have to be minimized.
  • an astigmatism for compensating the thermal astigmatism and on the basis of compaction effects in the optical element for example a lens
  • the optical element for example a lens
  • Figure 1 is a schematic plan view of an optical element with actuators according to the invention
  • Figure 2 shows a section along the line II-II of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment for an optical element with actuators according to the invention
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment for an optical element with actuators according to the invention
  • FIG. 7 shows a section, similar to the sections in FIGS. 2, 4 and 6, through a fourth exemplary embodiment for an optical element with actuators according to the invention
  • FIG. 8 shows a half section through a fifth exemplary embodiment for an optical element with Actuators according to the invention.
  • Figure 9 is a partial plan view of a one-piece design of the mounting ring and with this bound frame as an alternative to that in Figure
  • a projection exposure system is generally known in microlithography, only one optical element from it, namely a lens 1, is described below, which is held in a deformable mount ring 2 as a mount.
  • Actuators 3 in the form of set screws are arranged in a frame 5 surrounding the mounting ring 2.
  • Two opposing joints 4 establish the connection between the mounting ring 2 and the frame 5.
  • additional joints 4 with high rigidity can optionally be arranged along the optical axis.
  • two actuators 3 lie diametrically opposite one another.
  • the actuators 3 designed as adjusting screws can be activated hydraulically or in another way if necessary. As can be seen, they specifically introduce a moment into the mounting ring 2, which leads to a deformation in the sense of a deflection. supply of lens 1 leads.
  • FIGS. 3 and 4 show a frame 5, a moment being likewise introduced into a deformable mounting ring 2, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the frame 5 and the mounting ring 2 are partially parallel to one another in relation to the optical axis, which is why in this case the two actuators 3 lying opposite one another also lie with their longitudinal axes parallel to the optical axis and in this way also parallel can generate forces directed to the optical axis.
  • Fixing or clamping points 4 (not shown in more detail) for connecting the frame 5 to the mounting ring 2 are provided, each offset by 90 ° to the actuators 3.
  • the mounting ring 2 is held on the frame 5 at two opposite points and bent along the optical axis at the points rotated by 90 °.
  • the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6 does not result in any displacement along the optical axis, since here, at two opposite points, is pressed downwards and offset by 90 ° to the top by the correspondingly arranged actuators 3.
  • horizontally opposite actuators generate downward bending moments
  • the vertically opposite actuators 3 generate upward bending moments on the lens 1.
  • the connection between frame ring 2 and frame 5 is made by four joints 4, which are each distributed symmetrically on the circumference between actuators 3.
  • FIG. 7 shows in principle actuators 3 in section, which are designed as piezos.
  • any directions of astigmatism, 3 ripples and other effects such as e.g. Cylinder lens effect, produce and overlay if necessary.
  • Figure 8 shows a partial section through a further embodiment.
  • the lens 1, which is held in a deformable frame ring 2, and the frame 5 surrounding the frame ring 2 can again be seen.
  • the frame ring 2 has an edge flange 10 of reduced thickness on its outer circumference; the frame 5 is provided on its inner circumference with an edge flange 11 of the same thickness, such that an annular groove-like depression is formed between the mounting ring 2 and the frame 5.
  • annular actuator holder 12 is inserted and screwed to the edge flange 11 of the frame 5, as indicated by the reference number 13.
  • the actuator holder 11 is distributed over the circumference in several places, for example at two diametrically opposite points, provided with cylindrical receiving openings 14 which is connected to the upper side of the actuator holder 11 via a through hole 15 of smaller diameter. This creates between the receiving opening
  • each receiving opening 14 there is a pneumatic bellows 3, which serves as an actuator in this exemplary embodiment.
  • the underside of this bellows 3 lies against the annular flange 10 of the deformable mounting ring 2; an annular upper end face of the bellows 3 bears against the step 16 between the receiving opening 14 and the through bore 15 of the actuator holder 11.
  • An angular connection 17 for the bellows 3 is passed through the through opening 16 and is connected to a hose 18 via which gas under pressure is supplied.
  • the pressure control of the gas can be done in different ways:
  • a simple gas pressure sensor is attached directly to the control valve (not shown) and / or to the mounting ring 2, which gives feedback to the control system about the gas pressure actually reached in the bellows 3.
  • a displacement sensor (not shown) can be attached to the mounting ring 2, which detects the actual bending of the mounting ring 2 and reports it accordingly to the control. This displacement sensor can work capacitively, for example.
  • Both the gas pressure control via the gas pressure sensor and the displacement measurement via the displacement sensor can be carried out by repeated provision of the sensor can be increased in its accuracy.
  • four displacement sensors can also be arranged on the mounting ring 2.
  • connection between the mounting ring 2 and the frame 5 again takes place via articulated devices which are provided in the angular areas between the bellows 3.
  • Socket ring 2 and frame 9 are made here from a uniform workpiece, which in the form shown is functionally divided into two components 2 and 5 by slots 20.
  • the slots 20 can be introduced, for example, by electroerosion. They largely follow a circle, the center of which lies on the axis of the optical system, and bend slightly radially outward at their adjacent ends. Material bridges 4 serving as deformable joints are thus formed between the mounting ring 2 and the frame 5.
  • the slots 20 are formed with radially projecting tongues 21 offset from the material bridges 4 by 90 °. A bellows like this acts from the side lying behind the drawing plane is shown in Figure 8.
  • This bellows is accommodated with its own, this time not ring-shaped actuator carrier in a pocket 22 (indicated by dashed lines), which is incorporated into the end face of the mounting ring 2 and frame 5 lying behind the plane of the drawing.
  • the use of pneumatically actuated bellows 3 as actuators has the advantage of a simple mechanical principle which does not require guides and is therefore largely free of friction and wear, as well as the advantage of a high adjustment speed, compared to the exemplary embodiments which have been described above.
  • a lens 8 in the upper third of the objective will be used for a deformation in which the ratio of the bundle diameter of the light beam to the lens diameter provides the correct ratio of distortion to astigmatism.
  • the field course must be manipulated using the tuft diameter.
  • For a lens in the aperture area there is an astigmatism that is constant over the image field and no distortion effect.
  • a distortion anamorphism results for a lens very close to the reticle, but only a very slight astigmatism effect.
  • the actuators in particular the piezos and the pneumatic bellows, can be provided with a gear, for example a linear or lever gear, for step-downs or ratios.
  • a gear for example a linear or lever gear, for step-downs or ratios.

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Abstract

Ein optisches System, insbesondere eine Projektions-Belichtungsanlage der Mikrolithographie, insbesondere mit schlitzförmigem Bildfeld oder nicht rotationssymmetrischer Beleuchtung, weist ein optisches Element (1), insbesondere eine Linse oder einen Spiegel, das in einer Fassung (2) angeordnet ist, und Aktuatoren (3) auf, die an dem optischen Element (1) wenigstens annäherend senkrecht zur optischen Achse angreifen. Die Aktuatoren (3) bewirken nicht rotationssymmetrische und von der Radialen abweichende Kräfte und/oder Momente an dem optischen Element (1) zur Erzeugung von im wesentlichen ohne Dickenänderungen sich ergebende Verbiegungen. Bildfehler, die durch die asymetrische Erwärmung der Optik entstehen, werden durch die verbiegung des optischen Elements kompensiert.

Description

Optisches System, insbesondere Projektions- Belichtungsanlage der Mikrolithographie
Die Erfindung betrifft ein optisches System, insbesondere Proj ektions -Belichtungsanlage , der Mikrolithographie, insbesondere mit schlitzförmigem Bildfeld oder nicht rotationssymmetrischer Beleuchtung, das ein optisches Element, insbesondere eine Linse oder einen Spiegel, das in einer Fassung angeordnet ist, und Aktuatoren aufweist, die an einem Teil der Fassung und/oder an dem optischen Element angreifen.
Ein optisches System der eingangs genannten Art ist in der EP 0 678 768 A2 beschrieben. Dabei werden Step- und Scan-Prozesse eingesetzt, bei denen von einer Maske nur ein schmaler, schlitzförmiger Streifen auf einen
Wafer übertragen wird. Um das gesamte Feld zu belichten, werden dabei ein Reticle und der Wafer seitlich verschoben (Scanning) .
Nachteilig dabei ist jedoch, daß durch diese Schlitzgeometrie vor allem auf den wafernahen Linsen ein rotationsunsymmetrischer Beleuchtungsabdruck entsteht. Dies bedeutet, daß die durch die zwangsläufige Linsenerwärmung entstehende Temperaturverteilung auf der Linse ebenfalls rotationsunsymmetrisch ist und deshalb über den linearen Zusammenhang Brechzahl -Temperatur und thermische Ausdehnung zu Bildfehlern, wie z.B. Astigmatismus, auf der optischen Achse führt.
In der 193nm-Lithographie führt die Durchsetzung der Quarzglas-Linsen mit dem 193nm-Licht zu einer Volumenab-
2 nähme des Quarzglases, die monoton wachsend mit NI geht . Hierbei ist N die Anzahl der Laserpulse und I die Pulsdosis. Des weiteren kommt es zu einer Brechzahl- erhöhung. Da die Brechzahlzunahme die Abnahme der optischen Weglänge durch die Schrumpfung überkompensiert, ist die Folge dieses Compaction genannten Effekts eine Störung der Wellenfront. Diese führt ebenso wie eine Linsenerwärmung (Lens-Heating) zu Bildfehlern wie Astig- matismus auf der optischen Achse.
Im Gegensatz zu einer Kompensation der Linsenerwärmung gibt es für den Compaction-Effekt keine passive Kompensation. Hier müßte aktiv durch Verändern eines Linsenele- ments die Änderung der Wellenfront kompensiert werden. Da es in einem refraktiven Design nicht die Möglichkeit gibt, einen aktiven Spiegel einzusetzen (der Aufwand, einen zusätzlichen Spiegel zur Bildfehler-Kompensation einzuführen, scheidet im allgemeinen aus) , müssen eine oder mehrere Linsen als "Stellglieder" verwendet werden. Um Astigmatismus auf der Achse zu korrigieren, scheiden Bewegungen entlang der optischen Achse sowie Dezentrie- rungen aus. Hiermit fallen alle translatorischen Freiheitsgrade als Möglichkeit zu einer Korrektur aus.
In der EP 0 678 768 A2 ist nun vorgeschlagen worden, eine Linse als "Stellglied" zu verwenden, um den durch eine ungleichmäßige Erwärmung der Linse erzeugten Bildfehler zu korrigieren. Hierzu ist gemäß Figur 11 vorge- sehen, in radialer Richtung wirkende Kräfte auf die Linse einwirken zu lassen. Durch die auf diese Weise erzeugten Druckkräfte wird jedoch nur eine asymmetrische Dickenänderung erzeugt .
In der EP 0 660 169 AI ist eine Proj ektions-Belichtungs- anläge der Mikrolithographie beschrieben, bei der die Objektive mit Korrekturelementen versehen sind. Hierzu ist unter anderem ein Linsenpaar vorgesehen, das um die optische Achse drehbar ist . Dabei wird die Brechkraft durch die Form der Linse durch Überlagern einer zylindrischen Meniskus-Form über eine sphärische Linse geändert .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem die durch die ungleichmäßige Temperaturverteilung im System zwangsläufig auftretenden Bildfehler mit einfachen Mitteln korrigiert bzw. minimiert werden können .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Im Unterschied zum Stande der Technik werden nicht ledig- lieh Druckkräfte erzeugt, die lediglich eine asymmetrische Dickenänderung ergeben, sondern durch die erzeugten Schubkräfte bzw. Torsion wird eine Durchbiegung des optischen Elementes, wie z.B. einer Linse, erzielt, die dabei so gewählt wird, daß die zwangsläufig auftreten- den Bildfehler weitestgehend kompensiert werden. Mit den erfindungsgemäßen Aktuatoren kann ein optisches Element, wie z.B. eine Linse, gezielt um einige lOOnm bis μm, deformiert werden. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise eine Kompensation von Astigmatismus r 2
4 und r erreichen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die gewünschten Temperaturverteilungen mit einfachen Maßnahmen rasch und zuverlässig erreichen. Dies ist ins- besondere dann der Fall, wenn nur bestimmte Bildfehler, z.B. Bildfehler niederer Ordnung, korrigiert werden sollen.
Ein weiterer sehr bedeutender Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Bedarfsfall auch "Überkompensie- rungen" und die zusätzliche Kompensation von Fertigungsfehlern möglich ist. Anstelle von einer Symmetrisierung von mehreren einzelnen Linsen, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, kann man auch einzelne Linsen "überkompensieren", d.h., die Temperaturverteilung bzw. Deformation bewußt "in eine andere Richtung" unsymmetrisch machen. Auf diese Weise ergibt sich dann insgesamt gesehen eine Kompensierung des ganzen Objektives oder der Belichtungsanlage.
Bezüglich einer Kompensation von Fertigungsfehlern gibt es zwei Varianten, nämlich eine gleichzeitige Kompensation zufälliger Fertigungsfehler und ein absichtlicher Einbau eines festen Vorhalts, um die benötigten Korrek- turbeträge zu halbieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch eine gleichzeitige Kompensation von Lens Heating- und von Compaction- Effekten des optischen Elementes möglich.
Das erfindungsgemäße optische System läßt sich mit besonderem Vorteil in der Halbleiterlithographie einsetzen, da bei der zunehmenden Verkleinerung der abzubildenden Strukturen auftretende Bildfehler ebenfalls minimiert werden müssen.
Mit den erfindungsgemäßen Aktuatoren läßt sich gezielt ein Astigmatismus zur Kompensation des thermischen Astigmatismus und aufgrund von Compaction-Effekten in dem optischen Element, z.B. einer Linse, erzeugen. Von Vorteil ist es auch, daß es - in Abhängigkeit von der Anordnung und Anzahl der Aktuatoren - darüber hinaus möglich ist, andere Deformationen des optischen Elementes zu erzeugen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbei- spielen.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein optisches Element mit erfindungsgemäßen Aktuatoren;
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1 ;
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein opti- sches Element mit erfindungsgemäßen Aktuatoren;
Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV- IV der Figur 3;
Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein opti- sches Element mit erfindungsgemäßen Aktuatoren;
Figur 6 einen Schnitt nach der Linie VI -VI der Figur 5;
Figur 7 einen Schnitt, ähnlich den Schnitten in den Figuren 2, 4 und 6 durch ein viertes Ausführungsbeispiel für ein optisches Element mit erfindungsgemäßen Aktuatoren;
Figur 8 einen Halbschnitt durch ein fünftes Ausführungs- beispiel für ein optisches Element mit erfin- dungsgemäßen Aktuatoren.
Figur 9 eine Teil-Draufsicht auf eine einstückige Ausgestaltung von Fassungsring und mit diesem bundenen Rahmen als Alternative zu der in Figur
8 gezeigten zweiteiligen Ausgestaltung.
Da eine Projektions-Belichtungsanlage in der Mikrolithographie allgemein bekannt ist, wird nachfolgend nur ein optisches Element daraus, nämlich eine Linse 1 beschrieben, die in einem deformierbaren Fassungsring 2 als Fassung gehalten ist. Aktuatoren 3 in Form von Stellschrauben sind in einem den Fassungsring 2 umgebenden Rahmen 5 angeordnet . Zwei sich gegenüberliegen- de Gelenke 4 stellen die Verbindung zwischen dem Fassungsring 2 und dem Rahmen 5 her. Zur Stabilisierung entlang der optischen Achse können gegebenenfalls weitere Gelenke 4 mit hoher Steifigkeit entlang der optischen Achse angeordnet werden. Wie aus dem Ausführungs- beispiel nach den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, liegen sich zwei Aktuatoren 3 diametral gegenüber.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich, weist der Fassungsring
2 eine Topfform mit offenem Boden auf, wobei die beiden Aktuatoren 3 am oberen Rand angeordnet sind und eine
Radialkraft erzeugen. Die Linse 1 liegt an einem keilförmigen unteren Bodenrand des Fassungsringes 2 an, wodurch beim Aufbringen von Kräften durch die Aktuatoren
3 in Pfeilrichtung A gemäß Figur 2 Biegemomente in Pfeil - richtung B parallel zur optischen Achse auf die Linse
1 erzeugt werden. Die als Stellschrauben ausgebildeten Aktuatoren 3 können hydraulisch oder im Bedarfsfall auch auf andere Weise aktiviert werden. Wie ersichtlich, leiten sie gezielt ein Moment in den Fassungsring 2 ein, der zu einer Deformation im Sinne einer Durchbie- gung der Linse 1 führt .
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Rahmen 5, wobei ebenfalls wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ein Moment in einen deformierbaren Fassungsring 2 eingeleitet wird. Wie insbesondere aus der Figur 4 ersichtlich ist, liegen dabei der Rahmen 5 und der Fassungsring 2 teilweise parallel zur optischen Achse hintereinander, weshalb in diesem Falle auch die beiden sich gegenüberliegenden Aktuatoren 3 mit ihren Längsachsen parallel zur optischen Achse liegen und auf diese Weise ebenfalls parallel zur optischen Achse gerichtete Kräfte erzeugen können.
Um jeweils 90° versetzt zu den Aktuatoren 3 sind nicht näher dargestellte Fixierungs- bzw. Klemmstellen 4 zur Verbindung des Rahmens 5 mit dem Fassungsring 2 vorgesehen. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 wird dabei der Fassungsring 2 an zwei gegenüberliegenden Stellen am Rahmen 5 festgehalten und an den um 90° gedreht liegenden Stellen entlang der optischen Achse verbogen.
Das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungsbei- spiel führt zu keiner Verschiebung entlang der optischen Achse, da hier gleichzeitig an zwei gegenüberliegenden Stellen nach unten und jeweils um 90° versetzt dazu nach oben durch die entsprechend angeordneten Aktuatoren 3 gedrückt wird. Wie ersichtlich, erzeugen dabei wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 z.B. horizontal sich gegenüberliegende Aktuatoren nach unten gerichtete Biegemomente, während die vertikal sich gegenüberliegenden Aktuatoren 3 nach oben gerichtete Biegemomente an der Linse 1 erzeugen. Die Verbindung zwischen Fassungsring 2 und Rahmen 5 erfolgt durch vier Gelenke 4, die symmetrisch am Umfang verteilt jeweils zwischen Aktuatoren 3 angeordnet sind.
Die Figur 7 zeigt im Schnitt prinzipmäßig Aktuatoren 3, die als Piezos ausgebildet sind. Dabei kann man eine größere Anzahl von Aktuatoren bzw. Piezos 3, z.B. zwanzig Stück, auf einem Ringabsatz des Rahmens 5 bzw. der Fassung
2 derart verteilen, daß sie bei deren piezoelektrischen Aktivierung entsprechend ihrer Verteilung über den Umfang bestimmte Formen von Biegemomenten auf die Linse 1 ausüben Zur Momenteinleitung befindet sich hierzu eine keilförmige Linsenauflage 6 als Zwischenglied zwischen den Piezos
3 und der Linse 1. Durch die größere Anzahl der Piezos als Aktuatoren 3 und deren beliebige Verteilung über den Umfang lassen sich beliebige Richtungen des Astigmatismus, 3 -Welligkeiten und andere Effekte, wie z.B. Zylinderlinseneffekt, herstellen und gegebenenfalls überlagern.
Figur 8 zeigt einen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Zu erkennen sind wiederum die Linse 1, die in einem deformierbaren Fassungsring 2 gehalten ist, sowie der den Fassungsring 2 umgebende Rahmen 5. Der Fassungsring 2 weist an seinem äußeren Umfang einen Randflansch 10 geringerer Dicke auf; der Rahmen 5 ist an seinem Innenumfang mit einem Randflansch 11 derselben Dicke versehen, derart, daß zwischen dem Fassungsring 2 und dem Rahmen 5 eine ringförmige nutartige Vertiefung entsteht .
In dieser nutartigen Vertiefung ist ein ringförmiger Aktuatorenhalter 12 eingesetzt und mit dem Randflansch 11 des Rahmens 5 verschraubt, wie dies durch das Bezugszeichen 13 angedeutet ist . Der Aktuatorenhalter 11 ist an mehreren Stellen über den Umfang verteilt, z.B. an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen, mit zylindrischen Aufnahmeöffnungen 14 versehen, die über eine Durchgangsbohrung 15 kleineren Durchmessers mit der Oberseite des Aktuatorenhalters 11 in Verbindung steht. Auf diese Weise entsteht zwischen der Aufnahmeöffnung
14 und der Durchgangsbohrung 15 eine ringförmige Schulter 16.
In jeder Aufnahmeöffnung 14 befindet sich ein pneumati- scher Balg 3, der in diesem Ausführungsbeispiel als Aktuator dient. Die Unterseite dieses Balges 3 liegt an dem ringförmigen Flansch 10 des deformierbaren Fassungsringes 2 an; eine ringförmige obere Stirnfläche des Balges 3 liegt an der Stufe 16 zwischen Aufnahmeöff- nung 14 und Durchgangsbohrung 15 des Aktuatorenhalters 11 an. Ein winkelförmiger Anschluß 17 für den Balg 3 ist durch die Durchgangsöffnung 16 hindurchgeführt und steht mit einem Schlauch 18 in Verbindung, über den unter Druck stehendes Gas zugeführt wird.
Die Druckregelung des Gases kann auf unterschiedliche Weise erfolgen:
Im einfachsten Fall ist direkt am Regelventil (nicht dargestellt) und/oder an dem Fassungsring 2 ein einfacher Gasdrucksensor angebracht, der eine Rückmeldung über den tatsächlich erreichten Gasdruck im Balg 3 an die Steuerung gibt. Alternativ kann am Fassungsring 2 ein Wegsensor (nicht dargestellt) angebracht werden, der die tatsächliche Verbiegung des Fassungsringes 2 feststellt und entsprechend an die Steuerung meldet. Dieser Wegsensor kann beispielsweise kapazitiv arbeiten.
Sowohl die Gasdruckregelung über den Gasdrucksensor als auch die Wegmessung über den Wegsensor können durch mehrfaches Vorsehen des Sensors in ihrer Genauigkeit gesteigert werden. Beispielsweise können vier Gasdrucksensoren vorhanden sein, deren Signal in der Steuerung mit vier geeichten Gasdruckkurven, die dort abgespeichert sind und den jeweiligen Gasdruck zu der erzeugten Deformation in Beziehung setzen, korreliert wird. Entsprechend lassen sich auch vier Wegsensoren am Fassungsring 2 anordnen.
Die Verbindung zwischen dem Fassungsring 2 und dem Rahmen 5 erfolgt wiederum über gelenkartige Einrichtungen, die in den Winkelbereichen zwischen den Bälgen 3 vorgesehen sind.
Die Verbindung zwischen Fassungsring 2 und Rahmen 5 ist besonders elegant in der Ausführungsform nach Figur 9 verwirklicht. Fassungsring 2 und Rahmen 9 sind hier aus einem einheitlichen Werkstück hergestellt, das in der dargestellten Form durch Schlitze 20 funktional in die beiden Komponenten 2 und 5 unterteilt ist. Die Schlitze 20 können besipielswiese durch Elektroerosion eingebracht sein. Sie folgen weitgehend einem Kreis, dessen Mittelpunkt auf der Achse des optischen Systems liegt, und biegen an ihren benachbarten Enden geringfügig radial nach außen ab. So entstehen zwischen Fassungsring 2 und Rahmen 5 als verformbare Gelenke dienende Materialbrücken 4. Gegen die Materialbrücken 4 um 90° versetzt sind die Schlitze 20 mit radial vorspringenden Zungen 21 ausgebildet Auf diese wirkt jeweils von der hinter der Zeichenebene liegenden Seite her ein Balg, wie er in Figur 8 darge- stellt ist. Dieser Balg ist mit einem eigenen, diesmal nicht ringförmigen Aktuatorenträger in einer Tasche 22 (gestrichelt angedeutet) untergebracht, die in die hinter der Zeichenebene liegende Stirnfläche von Fassungsring 2 und Rahmen 5 eingearbeitet ist . Die Verwendung pneumatisch betätigter Bälge 3 als Aktuatoren hat gegenüber den Ausführungsbeispielen, die weiter oben beschrieben worden sind, den Vorteil eines einfachen mechanischen Prinzips, das keine Führungen benötigt und daher weitgehend reibungs- und verschleißfrei ist, sowie den Vorteil einer hohen Verstellgeschwindigkeit.
Mit den vorstehend beschriebenen Aktuatoren ist es möglich, Linsen 1 zu einer Fassung so zu deformieren, daß Abbildungsfehler von Oberflächenfehlern anderer Linsen kompensiert werden können. Dies bedeutet, es wird an einer oder an einigen Linsen 1 eine "Überkompensation" durchgeführt. Damit wird die Abbildungsqualität des gesamten Objektivs verbessert. Außerdem können Änderungen der Brechung durch Compaction bei Quarz oder durch Erwärmung der Linse im Betrieb so kompensiert werden, daß die optische Qualität über die gesamte Lebensdauer des Objektivs gewährleistet wird.
Im allgemeinen wird man eine Linse 8 im oberen Drittel des Objektives für eine Deformation verwenden, bei der das Verhältnis von Büscheldurchmesser des Lichtbündels zu Linsendurchmesser das richtige Verhältnis von Verzeich- nungs- zu Astigmatismuswirkung liefert. Außerdem ist der Feldverlauf über den Büscheldurchmesser zu manipulieren. Für eine Linse im Blendenraum ergibt sich ein Astigmatismus, der über das Bildfeld konstant ist, und keine Verzeichnungswirkung. Für eine Linse sehr nahe am Reticle ergibt sich ein Verzeichnungsanamorphismus , aber nur eine sehr geringe Astigmatismuswirkung.
Die Aktuatoren, insbesondere die Piezos sowie die pneumatischen Bälge, können mit einem Getriebe, z.B. Linearoder Hebelgetriebe, für Unter- oder Übersetzungen verse- hen werden. Hierzu kann man in vorteilhafter Weise Fest- körpergelenke einsetzen.

Claims

Patentansprüche
1. Optisches System, insbesondere Projektions-Belich- tungsanlage der Mikrolithographie, insbesondere mit schlitzförmigem Bildfeld oder nicht rotationssymme- trischer Beleuchtung, das ein optisches Element, insbesondere eine Linse oder einen Spiegel, das in einer Fassung angeordnet ist, und Aktuatoren aufweist, die an dem optischen Element und/oder der Fassung angreifen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (3) nicht rotationssymmetrische und von der Radialen abweichende Kräfte und/oder Momente an dem optischen Element (1) zur Erzeugung von im wesentlichen ohne Dickenänderungen sich ergebenden Verbiegungen bewirken.
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (3) an der deformierbaren Fassung (2) des optischen Elements (1) derart angreifen, daß die Fassung (2) Schubkräfte und/oder Biegemomente an dem optischen Element (1) erzeugt.
3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Aktuatoren (3) sich gegenüberliegend vorgesehen sind.
4. Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (3) hydraulisch, mechanisch oder elektrisch betätigte Stellglieder aufweisen .
5. Optisches System nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Aktuatoren (3) parallel zur optischen Achse verlaufende Schubkräfte und/oder Momente und zwei je- weils um 90° dazu versetzte Aktuatoren (3) entgegengesetzt zu diesen Schubkräften und/oder Momenten gerichtete Schubkräfte und/oder Momente erzeugen.
6. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Aktuatoren (3) mit Piezos versehen sind, die direkt oder über Zwischenglieder (6) an dem optischen Element (1) angreifen.
7. Optisches System nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß mehrere Piezos (3) am Umfang verteilt auf einem Ringabsatz der Fassung bzw. eines Rahmens (5) derart angeordnet sind, daß die Piezos (3) wenigstens annähernd parallel zur optischen Achse gerichtete Schubkräfte und/oder Momente erzeugen.
8. Optisches System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Piezos (3) und dem optischen Element (1) eine Linsenauflage (6) angeordnet ist.
9. Optisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenauflage (6) wenigstens annähernd keilförmig ausgebildet ist.
10. Optisches System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren Getriebe, vorzugsweise mit Festkörpergelenken, aufweisen
11. Optisches System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (3) mit pneumatischen Bälgen versehen sind, die direkt oder über Zwischenglieder an dem optischen Element angreifen.
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